第一章流体流动试题集及参考答案

∴p p

/ρ=p=p

/ρ+ λ(l/d)(u

/2)

/2)

-λ(l/d)(ρu

=1.5×9.81×10 =8.3×10

N.m

-0.0189×(100/0.045)×(1.75(表压)

/2)×1000

3.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油,流量为38.4T. h,高位槽中液

面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。 对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程: He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u

/2g)

△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Q/0.785d

=38400/3600×0.785×0.1×960=1.415m.s

Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415

/2×9.81)=729.2m

N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)= 152.6kw 4.用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10N.m

,水槽

液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J.kg

0.018,吸入和压出管

路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为 φ108×4mm,水的密度为1000kg.m

m.h

Z

g+(p

/ρ)+(u

/2)+W=Z

g+(p

/ρ)+(u

/2)+Σhf

已知数据: Z Z

=0;P

(表)=0;u

0; W=317.7[J.kg[N.m

];

]

=20[m];p=9.807×10](表); ρ=1000[kg.m

简化上式: W=Z

g+(p

/ρ)+(u=λlu

/2)+Σhf/2d=9.9u/1000+u

/2+9.9u]

.h

R=25mm

又Σhf

∴317.7=9.81×20+9.807×10 10.4u V=(π/4)D

=23.43 ∴u=1.5[m.s

u×3600=0.785×0.12 ×1.5×3600=42.41[m

5. 如图所示,D=100mm, d=50mm,H=150mm,ρ气体=1.2kg.m时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时V气体=?m

.s

(阻力可忽略)

选1-1、2-2截面与基准面0-0,如图所示。 在两截面之间列柏方程并简化得到: (p

/ρ)+(u

/2)=(p

/ρ)+(u

/2) (1)

由已知数据:p

=0.025×13600×9.81=3335N.m

p u

=-0.15×1000×9.81=-1472N.m=(100/50)

=2(p

u-p=4u

代入(1)可得:15u u

=23.11m.s

)/ρ=8012 u

=0.1814m

.s 或V=653m

.h

Vs=(π/4)D

6.图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ57×3.5mm;管的下端位于储水池水面下2m,并装有底阀及滤网,该处之局部阻力压头损失为12u

/(2g);

截面2-2处的真空度为4m水柱;由1-1至2-2截面的沿程压头损失为9u

/(2g)。试求:(1)进水管的流量为多少m

.h

2)进水口1-1

处的表压为若干N.m

列水面与2-2截面列柏努利方程: (1)ZZ∑H21u

0,u12u

/2g+P0,P/2g+9u

/ρg=Z

3m,P

/2g+P/ρg=-4mH

/2g

/ρg+∑HO

0,Z

/2g=21u/2g=21u

/2g+u

/2g=22u/2g=4-3=1m

∴u2×9.81/22)0.94m.s .h

∴V=3600×0.785(0.05)(2)进水口1-1处的表压P

0.94=6.64m

3—3截面为大槽距水面2m深处的大槽截面,3-3及1-1截面间的柏努利方程式 Z u 2=p p

=Z

=0 p

/ρg=2 p=0.94ms

H

/ρg =12u/2g

=1.415m水

100mm,在H=20m高处的

1.29kg.m

/2g

0 u

/1000g+0.94=13.88×10

/2g+12×0.94

P=13.88KP

7.一直立煤气管,在底部测压管测得水柱差h测压管中测得水柱差h管中静止煤气的密度ρ

115mm,管外空气的密度ρ

PP又P∴(P =(P Hρ ρ

ρPPPHρ

ρHρρ水g

H)+h

ρ水g

ρ水g)+Hρρ水=Hρ-ρ水(h

ρ水 /H

ρ水g

=1.29-1000×(0.115-0.1)/20 =0.54kg.m

8.水从蓄水箱,经过一水管流出,如附图所示。假如,Z

6.5m,dO,流经d

20 mm,d

10mm, 水流经d1mH

12m,ZZ2m H

O,求:(1)管嘴出口处的流速u

P

2)接近管口2-2截面处的流速u

(1)列1-1与3-3截面柏努利方程式 Z u

P

/ρg+u0,P

P

/2g=Z0(表压)

P

/ρg+u

/2g+h

∴12-6.5=u 解得 u (2)u =1.75m.s

/2g+(2+1)

2.5×2×9.81)=7 m.sd

/d

7×(10/20)

由1-1与2-2截面列柏努利方程式可得 P

/ρg=(Z

Z

/2g-h/(2×9.81)-2

=(12-6.5)-1.75

=3.344 m水柱(表压) ∴ P

3.344×1000×9.81=32804Pa

1cp的水,以5m

.h

φ51×3mm (表压),若管路的

9. 密度为1000kg.m

的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf.cm

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